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创造世界上最大的中微子探测器

编辑:博阳新科技 发表时间:2017-7-23

微子物理学的一个新时代正在进行中,斯多顿的的物理科学实验室正在发挥关键作用。长基线中立体设施,即20亿美元的深层地下中子实验的所在地,将最终将颗粒800英里的地球从芝加哥以外的实验室,发射到位于黑山的一座非活跃金矿中的一英里深的探测器南达科他州中性粒子很少被理解。

但是随着科学继续通过新的和异国探测器的星座,包括新的实验,更多地了解神秘粒子,他们在理解物质和宇宙动态中的作用正在增长。该设施将提供中微子束和支持探测器的基础设施,利用强大的粒子加速器和实验室在20世纪30年代黄金开采期间长期存在的长时间存在的隧道中的深层地下区域。一旦地球的第一铲被转动,船员将挖掘超过80万吨的岩石大约八架航空母舰的重量为巨大的粒子探测器组装创造了巨大的地下洞穴,全部更好地了解了神秘的中微子。

阳极面板组件
图:物理科学实验室建立的阳极面板组件。

被设计,将由来自30多个国家和160个机构的1000名科学家和工程师的团队。事实上,当从现在开始运营时,它将依靠在实验室建造的阳极面板组件。检测器将由将被浸没在液氩中的大型面板组成。由围绕金属缠绕的超薄电线组成。在的创建的每个组件由20英尺长的不锈钢框架,一层铜网和四层缠绕在其周围的非常薄150微米直径铜铍丝的近15英里。然后将导线连接到电路板以跟踪中微子。

将为称为的原型实验构建三个。正在与英国的几家机构合作,该机构将利用的设计构建三个原型。他们已经建立了绕线机器人的精确副本以及构建设备所需的所有其他工具。确保特定的电线张力和音调对于的成功至关重要。最终计划是在南达科他州地下建造四个探测器模块,每个模块将是足球场的三分之二,包括150个,。模块的建设预计将于2020年开始。将加入其他几个实验室,以构建全尺寸检测器所需的全套。这个项目有很多国际合作,保罗。这将是全球性的贡献,让发生,我们很高兴正在发挥重要作用。

除了建立,实验室还为项目设计并构建了检测器结构支持。欧洲核研究组织欧洲核研究组织的一名工程师和技术人员帮助将硬件放在一起,用于。研究和研究生教育副校长凭借这一开创性的突破,的物理科学实验室在其全球中微子研究方面已经非常杰出的历史上取得了另一个成就。物理科学实验室在瑞士的南极天文台和大型强子对撞机等复杂科学实验的成功中发挥了不可或缺的作用。这是的一个伟大的团队努力,人们长时间工作,满足非常紧迫的期限,以保持项目的正常进行。

几乎所有在工作的人都曾经在这个项目中同时进行过一次,其中大约有十几个人主要从事该项目工作一年。为什么麦迪逊物理科学实验室?解释在高能物理学方面有悠久的历史。与此同时,我们拥有工程,设计和制造专业知识的正确组合,以及最先进的机器和一个足够大的电子商店,在一个清洁的装配区域内建立我们能够做这样的工作。已经在项目上完成了约1000万美元的工作。第一个于7月7日从发货,并于7月12日抵达。该面板是探测器的一部分,该探测器是最终将在南达科他州地下的大型远程探测器的原型。

远程检测器是时间投影室,是一种使用强电子场与敏感体积的气体或液体进行粒子轨迹或相互作用的三维重建的粒子探测器。在的情况下,将位于充满氩气的低温恒温器内。最终,将由位于世界上最强烈的中微子束的两颗粒子探测器组成。在,一个探测器将记录光束源附近的粒子相互作用,另外一个装满7万吨液氩并冷却至300华氏度,将在实验室拍摄深层地下的相互作用。由于中微子与冷液体相互作用,它们会产生其他颗粒和光的淋浴。然后,这些粒子轨迹由电子元件拾取,并作为数据传输到表面。

中性粒子是宇宙中物质中最丰富的粒子,但对宇宙演化方式的作用知之甚少。邓恩将使科学家们能够寻找中微子及其反物质反中性线的行为方面的差异,这可能提供了为什么我们生活在以物质为主的宇宙中的重要线索换句话,为什么我们都在这里,而不是我们宇宙在大爆炸之后被歼灭了。

邓恩还将注意超新星产生的中微子,科学家可以用它来寻找中子星的形成甚至是黑洞。大型探测器还将允许科学家寻找预测但从未观察到的质子衰减的亚原子现象,这是与统一的能源和物质理论的发展密切相关的过程。

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